氯化消毒是指应用氯或含有效氯化合物对饮用水、生活污水和工业废水以及游泳池中的水进行消毒，以杀灭其中的病源体。在常温常压下，氯是具有特异臭味的黄绿色气体。氯在常温下加压至6～7个大气压即成液氯，可用钢瓶贮藏和运输。

氯加入水中后，即使在0℃时也只需几秒钟便迅速全部水解：

水解形成的次氯酸分子体积微小，不带电荷，能穿透细菌的细胞壁。进入细菌细胞后，次氯酸氧化细菌细胞中磷酸丙糖脱氢酶的巯基，使酶系统破坏而导致细菌死亡。次氯酸在水中可离解为次氯酸离子(OCl-)：

水中HOCl和OCl-的分配率主要决定于水的pH值(图1)。在常温和pH<5.0时，100%的次氯酸呈HOCl形式存在于水中;随着pH值的增高，HOCl逐渐减少而OCl-离子逐渐增多。当pH>10时，HOCl几乎全部离解成OCl-离子。OCl-也有杀菌能力，但因细菌带负电荷，故OCl-不易接近细菌，难以穿透细菌细胞壁，因而OCl-杀菌能力较弱。据实验，OCl-对大肠杆菌的杀菌效率仅为HOCl的1/80，OCl-对阿米巴包囊的杀灭效率仅为HOCl的1/300。

除HOCl外，能用于水消毒的一些含有效氯化合物还有： 漂白粉，分子式简写为Ca (OCl) Cl、漂粉精Ca (OCl) 2、氯胺包括一氯胺NH2Cl和二氯胺NHCl₂等。

图1 在不同pH值时水中次氯酸和次氯酸离子的分配

氯化消毒的效率受温度、水的pH值和浑浊度、加氯量、接触时间等因素的影响。水温高时杀菌作用迅速。控制水的pH值，使水中生成的HOCl百分率较高、OCl-百分率较低，可提高消毒效率。为了使HOCl能直接与水中细菌接触，消毒前应通过混凝、沉淀和过滤等处理，以尽量降低水的浑浊度。氯化消毒时，氯还能氧化水中的有机物和还原性无机物。水的色、嗅、味有时是由于水中存在生物性有机物引起的，氯化消毒有利于氧化有机物和减轻水的色、嗅、味。水中(尤其是地下水)存在铁和锰时，加氯也能使其氧化。为了杀灭水中细菌等微生物和氧化水中有机物及还原性无机物所需的氯量，称为需氯量。氯化消毒的加氯量应大于需氯量，要求加氯后经一定接触时间，水中还保持一定的剩余量(称为余氯)。余氯分游离性余氯和化合性余氯两种。前者如HOCl和OCl-，杀菌力较强; 后者如NH2Cl和NHCl2，杀菌力较弱。通常要求加氯接触30min后，水厂出厂水游离性余氯应不低于0.3mg/L，管网末梢游离性余氯不低于0.05mg/L。如为化合性余氯，则要求接触时间至少2h，水中化合性余氯的含量应能保证消毒后水中细菌总数和大肠菌群含量符合饮用水卫生标准为度，一般应比游离性余氯至少高1倍。

饮水消毒所需的加氯量，随水质污染程度、水中还原性无机物和有机物的含量、水温、水的pH值、加氯后接触时间等条件而异; 与采用的各种氯化消毒的具体方法也有关。因影响因素较多，可从保证一定接触时间后还保持适量余氯(后者又决定于何种余氯) 的要求出发，通过实地试验确定加氯量，对消毒后的水质还应进行细菌学检验，必要时进行调整，以保证消毒效果。

饮水的几种氯化消毒法： (1) 普通氯化消毒法： 水中不存在氨氮时，利用加氯后产生的HOCl和OCl-进行消毒，称为普通氯化消毒。游离性有效氯(尤其是HOCl)的消毒作用较强而迅速，但游离性余氯较不稳定，不易在管网中保持较长时间。如果水中存在酚时，氯与酚能产生有特异臭味的氯酚类化合物。

加氯量(mg/L)

图2 水中存在氨氮时加氯量与余氯关系

A.氯用于氧化还原性无机物和有机物 B.形成一氯胺 C.一氯胺形成二氯胺 D.未破坏的化合性余氯和游离性余氯

(2) 氯胺消毒法： 水中存在或人为加入氨氮时，加氯后氯与氨氮形成各种氯胺。随着加氯量的增加，水中逐渐出现余氯(图2)。此时氯与氨反应产生一氯胺：

达到b点前 (氯：氨氮=5：1)，水中的余氯全部为一氯胺化合性余氯，它的杀菌作用较HOCl慢，故需要较长接触时间，才能达到一定的消毒效率。此法优点是氯胺较稳定，能在管网中保持较长时间。且由于氯与氨反应产生一氯胺，可防止氯与酚形成氯酚。加氯量继续增高时，产生下列反应：

这时一部分一氯胺形成二氯胺，后者杀菌作用较一氯胺强，但因二氯胺具有臭味，故饮水氯胺消毒法采用的氯与氨氮重量比，应小于5：1。

(3) 折点氯消毒法： 当加氯量与氨氮重量比约为10：1时，化合性余氯最低，达图2C点，称为“折点”。采用的加氯量与氨氮重量比大于10：1时，称为折点氯消毒。加氯量更高时，可使游离性余氯不断增多。因此法主要靠游离性有效氯，故消毒作用迅速，且能消除臭味。但氯耗用量大，需通过实验求得折点加氯量。如果水中存在有机氮，则折点就不明显。加氯量超过折点时，水中可能出现一部分无杀菌作用的三氯胺：

(4) 过量氯消毒法： 水中投加过量氯，使余氯达1～5mg/L。在野外工作或行军等场合，如取用有机物和细菌污染较严重的水源水，可用此法在短时间内达到消毒的目的。含过高余氯的水不宜饮用，可用活性炭、亚硫酸钠或亚硫酸氢钠等脱氯。

在净水工艺过程中，根据水源水质等条件，氯化消毒可选择在混凝沉淀以前、过滤以前、或过滤以后进行。也可在滤前和滤后各加氯一次。为了保持配水管网末梢余氯要求，有时还可在配水管网中加氯。水源水中含的某些有机物与氯能形成有害的三卤甲烷类副产物，其中有些三卤甲烷据动物实验能致癌。为了减少三卤甲烷的形成，加氯点应尽量移至净水工艺的后部，并充分提高加氯前净水工艺去除有机物的效率，以减少水中可能与氯化合形成三卤甲烷的前体物质。采用氯胺消毒法，也能减少三卤甲烷。

大中型水厂常用钢瓶盛装的液氯作消毒剂，使用转子加氯机或真空加氯机将液氯配成溶液加入水中。为了避免液氯逸出造成工作人员氯气中毒，水厂的加氯间应与其它工作室隔开，并设直接通向外部的门，门口应备有抢修工具和防毒面具等用品。小型水厂可用漂白粉作消毒剂。漂白粉先加水溶解，将其澄清液放入溶液池中，然后按溶液浓度、单位时间内消毒的水量和加氯量等具体条件，将应加的漂白粉溶液不断地加入水中。

农村采取分散式给水时，可在用户水缸内按其水量用漂白粉溶液消毒。消毒井水时，可根据井中水量和需氯量投加一定量的漂白粉溶液，每天1～2次，要求在一定接触时间后井水中保持适量余氯。也可采用持续消毒法，将漂粉精或漂白粉溶液盛于各种开有小孔的容器(例如塑料瓶、罐或袋等)内，再将有孔容器悬挂于浮筒(可用空竹节或有塞空玻璃瓶等) 下面，使有孔容器借浮筒的浮力悬于靠近水面的井水中。由于用水桶从井内汲水时的振荡，漂粉精或漂白粉溶液不断地从容器的小孔释出溶入井水而起消毒作用。小孔面积可根据试验确定，以保证井水中经常有适量余氯为宜。容器内可根据实验定期添加漂白粉溶液或漂粉精。